CN107060668B - 一种多功能随钻井筒过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能随钻井筒过滤器，包括上接头，上接头下端口通过钻杆扣与芯轴螺纹连接，上接头中部的细颈外圆周套装有导流接头，导流接头下端口内壁与钢刷本体上端外壁螺纹连接，钢刷本体下端口外壁与过流筒上端内壁螺纹连接，钢刷本体中部外圆周固定设置有钢刷带；过流筒中部径向开有大过流孔，过流筒下部外圆周沿轴向开有滑动槽，该滑动槽中滑动套接有限位销，限位销与过滤筒上部内壁固定连接；过滤筒中部外壁开有径向通透的导流槽，过滤筒下部内壁通过固定销固定连接有收集筒，收集筒下部的外壁上通过定位销连接有排屑筒；芯轴下端口与下接头上端口内壁螺纹连接。本发明的装置，综合性能可靠，功能多样，操作简单，适用性广。

Description

一种多功能随钻井筒过滤器
技术领域
本发明属于石油、天然气修井技术领域，集冲刷井壁、过滤流体、收集碎屑、扶正管柱于一体，具体涉及一种多功能随钻井筒过滤器。
背景技术
目前油田进行套、磨铣等施工时，产生的大量碎屑难以完全返出地面，如果这些碎屑不能及时清理，会导致重复磨铣，减少钻头和磨铣工具的使用寿命，当碎屑堆积到一定程度时又会导致卡钻事故。
现有的随钻井筒过滤器，功能单一，只能进行简单的碎屑收集，且收集不彻底；由于部分关键件采用焊接制作，造成过滤器综合性能下降，磨铣过程中，焊接部位时常发生脱焊现象，甚至因为交变的扭转载荷发生变形；而且由于外壳部分外露，在起钻时容易刮伤井壁或卡钻。
发明内容
本发明的目的是提供了一种多功能随钻井筒过滤器，解决了常规随钻过滤器功能单一、碎屑收集不彻底、关键件焊接部分易变形，外壳部分容易刮伤井壁或卡钻的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种多功能随钻井筒过滤器，包括上接头，上接头下端口通过钻杆扣与芯轴螺纹连接，上接头中部的细颈外圆周套装有导流接头，导流接头下端口内壁与钢刷本体上端外壁螺纹连接，钢刷本体下端口外壁与过流筒上端内壁螺纹连接，钢刷本体中部外圆周固定设置有钢刷带；过流筒中部径向开有大过流孔，过流筒下部外圆周沿轴向开有滑动槽，该滑动槽中滑动套接有限位销，限位销与过滤筒上部内壁固定连接；过滤筒中部外壁开有径向通透的导流槽，过滤筒下部内壁通过固定销固定连接有收集筒，收集筒下部的外壁上通过定位销连接有排屑筒；芯轴下端口与下接头上端口内壁螺纹连接。
本发明的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：
所述的过滤筒是带有割缝的衬管或者筛管。
所述的收集筒和排屑筒都是开有窗口的圆筒体，排屑筒与收集筒转动到一个角度，窗口连通用于排泄碎渣；再转动一个角度，窗口不连通，实现排屑筒与收集筒之间窗口的封闭。
所述的下接头的上部外圆周设置有台阶，该台阶上设置有扶正套，扶正套上端面与收集筒的下端面顶接。
所述的扶正套是带有直槽或者曲线槽的回转体。
所述的导流接头主体是一个中心带有锥度导流孔的回转体，导流孔上端口内壁均匀分布着四个导向肋板。
本发明的有益效果是，包括以下几个方面：1)承扭单元的各零件之间采用标准的钻杆扣连接，高抗扭和高抗拉；承扭单元部分的各个零件一体成型，无焊接，且各零件之间采用标准的钻杆扣连接，高抗拉和高抗扭；2)过流冲刷单元利用钢刷带与井壁的摩擦力来整体滑动自身零件，从而实现开关流道和功能的转换，操作简单、快捷。冲刷井壁，清理井壁上的岩屑，使井壁更加光滑，利于作业，钢刷带呈螺旋型分布，提高了冲刷作用的可靠性；3)过滤井筒环空内流体、收集碎屑。4)可根据碎屑的大小、多少来选择过滤筒的类型和过滤筒的长度。5)只需打开底部的清除窗口，就可清除碎屑。6)可以收集各种碎屑，不只限于金属切屑。7)采用功能自动转换机构，上提和下放实现过流冲刷和过滤收集功能的自动转换，转换次数不限，无需投球或胶塞激活，从而提高了作业效率，降低了作业成本。
附图说明
图1为本发明装置上半段的功能区域示意图；
图2为本发明装置下半段的功能区域示意图；
图3为本发明装置上半段的半剖视图(下钻或钻进状态)；
图4为本发明装置下半段的半剖视图(下钻或钻进状态)；
图5为本发明装置上半段的半剖视图(起钻状态)；
图6为本发明装置下半段的半剖视图(起钻状态)；
图7为本发明装置中导流接头的立体示意图。
图中，1.上接头，2.导流接头，3.钢刷本体，4.钢刷带，5.过流筒，6.芯轴，7.限位销，8.过滤筒，9.固定销，10.收集筒，11.排屑筒，12.定位销，13.扶正套，14.下接头，15.导流槽，16.导流孔，17.导向肋板，18.大过流孔，
101.通道A，102.通道B；201.通道C，202.通道D，203.通道E。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参照图1、图2、图3、图4，本发明的结构是，包括承扭单元、过流冲刷单元、过滤收集单元和扶正单元四部分，具体结构是，
包括上接头1，上接头1下端口通过钻杆扣与芯轴6螺纹连接，上接头1中部的细颈外圆周套装有导流接头2，导流接头2下端口内壁与钢刷本体3上端外壁螺纹连接，钢刷本体3下端口外壁与过流筒5上端内壁螺纹连接，钢刷本体3中部外圆周固定设置有螺旋形的钢刷带4；过流筒5中部径向开有大过流孔，过流筒5下部外圆周沿轴向开有滑动槽，该滑动槽中滑动套接有限位销7，限位销7与过滤筒8上部内壁固定连接，限位销7在该滑动槽中滑动实现过滤筒8的上下运动；过滤筒8中部外壁开有径向通透的导流槽15，过滤筒8下部内壁通过固定销9固定连接有收集筒10，收集筒10下部的外壁上通过定位销12连接有排屑筒11；芯轴6下端口与下接头14上端口内壁螺纹连接，下接头14的上部外圆周设置有台阶，该台阶上设置有扶正套13，扶正套13上端面与收集筒10的下端面顶接；
过滤筒8是带有各种类型的割缝(或小孔)的衬管或者筛管，根据需要更换过滤筒的类型和长度，增加了适用性。
收集筒10和排屑筒11都是径向开有通透窗口的圆筒体结构，方便清理打捞上来的碎屑。当排屑筒11与收集筒10转动到某一个角度，内外窗口对正连通后用于排泄碎渣；再转动一个角度，内外窗口错开无法连通，实现排屑筒11与收集筒10之间窗口的封闭。
扶正套13是带有直槽或者曲线槽的回转体结构，起到扶正管柱和增加环空内流体的流动性。
上述的上接头1和芯轴6一起称为承扭单元；上述的导流接头2、钢刷本体3、钢刷带4和过流筒5一起称为过流冲刷单元；上述的限位销7、过滤筒8、固定销9、收集筒10、排屑筒11和定位销12一起称为过滤收集单元；上述的扶正套13和下接头14一起称为扶正单元。在作业中钻杆传递扭矩驱动工具，承扭单元用于传递扭矩至工具下部管柱，过流冲刷单元用于循环流体、冲刷井壁和清理井壁上的岩屑；过滤收集单元用于过滤井筒环空内流体、收集碎屑；扶正单元用于扶正管柱，提高井身质量。
参照图3、图4、图5、图6，本发明的组装方式是：上接头1向上通过钻杆扣与上部管柱连接，上接头1向下通过钻杆扣与芯轴6连接，组成承扭单元；导流接头2向下与钢刷本体3通过螺纹连接，钢刷本体3向下与过流筒5通过螺纹连接，钢刷本体3上固定有螺旋形的钢刷带4，组成过流冲刷单元；过流筒5下部通过限位销7与过滤筒8套接，过滤筒8下部通过固定销9固定有收集筒10，收集筒10的外径上通过定位销12连接有排屑筒11，组成过滤收集单元；下接头14向上通过钻杆扣与芯轴6连接，并在外周台阶固定安装有扶正套13，组成扶正单元。
参照图7，导流接头2主体是一个中心带有锥度导流孔16的回转体，起到对内部流体的导流作用，导流孔16上端口内壁均匀分布着四个导向肋板17，起到对整个过流冲刷单元的导向作用。
本发明装置的工作过程是：
1)下钻或钻进过程
参照图3和图4，钢刷本体3上固定着的钢刷带4冲刷井壁，起到清洁井壁的作用；在井壁摩擦力的作用下，钢刷带4带着钢刷本体3、导流接头2、过流筒5整体相对于过滤筒8向上滑动，限位销7在过流筒5上的限位槽中滑动，直至限位销7起到限位作用时停止，过流筒5中部的大过流孔完全露出，此时流体沿着通道B102、通道A101向上流动。过流筒5中部的大过流孔允许快速下钻，扶正套13用于扶正管柱。
2)起钻过程
参照图5和图6，钢刷本体3上固定着的钢刷带4冲刷井壁，再次起到清洁井壁的作用；在井壁摩擦力的作用下，钢刷带4带着钢刷本体3、导流接头2、过流筒5整体相对于过滤筒8向下滑动，限位销7在过流筒5上的限位槽中滑动，直至限位销7起到限位作用时停止，过流筒5中部的大过流孔被过滤筒8外壁完全堵死，大过流孔与导流槽15贯通，此时流体沿着通道C201、通道D202、通道E203向下流动，这样井筒内的流体就能经过过滤筒8导流槽15的过滤，然后井筒内的碎屑被收集到收集筒10内，最终被带出井筒。
起出地面后，卸掉定位销12，排屑筒11沿其轴线旋转一定的角度，使其本体上的窗口与收集筒10上的窗口对正，清理出碎屑。
本发明装置，采用功能集成化设计，集冲刷井壁、过滤流体、收集碎屑、扶正管柱于一体，根据碎屑的大小、多少选择过滤筒的类型和过滤筒的长度，从而满足作业需求；为了防止碎屑过多堵塞环空，在磨铣一段时间后停泵，管柱上提和下放几次后，重新开泵磨铣作业，这样能提前收集一部分环空内的较重的碎屑，重复几次有助于提高作业效果；高抗拉和抗扭，综合性能可靠，功能多样，操作简单，适用性广，能够广泛应用于套、磨铣作业。

Claims (6)

1.一种多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：包括上接头(1)，上接头(1)下端口通过钻杆扣与芯轴(6)螺纹连接，上接头(1)中部的细颈外圆周套装有导流接头(2)，导流接头(2)下端口内壁与钢刷本体(3)上端外壁螺纹连接，钢刷本体(3)下端口外壁与过流筒(5)上端内壁螺纹连接，钢刷本体(3)中部外圆周固定设置有钢刷带(4)；过流筒(5)中部径向开有大过流孔，过流筒(5)下部外圆周沿轴向开有滑动槽，过流筒(5)通过该滑动槽中设置的能够滑动的限位销(7)与过滤筒(8)套接，限位销(7)与过滤筒(8)上部内壁固定连接；过滤筒(8)中部外壁开有径向通透的导流槽(15)，过滤筒(8)下部内壁通过固定销(9)固定连接有收集筒(10)，收集筒(10)下部的外壁上通过定位销(12)连接有排屑筒(11)；芯轴(6)下端口与下接头(14)上端口内壁螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：所述的过滤筒(8)是带有割缝的衬管或者筛管。
3.根据权利要求1所述的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：所述的收集筒(10)和排屑筒(11)都是开有窗口的圆筒体，排屑筒(11)与收集筒(10)转动到一个角度，窗口连通用于排泄碎渣；再转动一个角度，窗口不连通，实现排屑筒(11)与收集筒(10)之间窗口的封闭。
4.根据权利要求1所述的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：所述的下接头(14)的上部外圆周设置有台阶，该台阶上设置有扶正套(13)，扶正套(13)上端面与收集筒(10)的下端面顶接。
5.根据权利要求4所述的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：所述的扶正套(13)是带有直槽或者曲线槽的回转体。
6.根据权利要求4所述的多功能随钻井筒过滤器，其特征在于：所述的导流接头(2)主体是一个中心带有锥度导流孔(16)的回转体，导流孔(16)上端口内壁均匀分布着四个导向肋板(17)。
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